Induktions värmare...

[pagge]

Nej tyvärr. Några frågor och saker jag tror är fel

*Vad är L1-L3? 3-fas ström?
*Vad är meningen med C1-C4?
*Såtillvida du inte driver bryggan med 12-20V (Det gör du ju inte då du vill ha några hundra V) så kan du inte koppla ihop gatarna uppe och nere sådär. Tänk att du håller IN-A mot negativa matningen (för att stänga av mosfeten i nedre högra hörnet). Då kommer mosfetgaten i övre vänstra att få hela matningsspänningen över sig dvs några hundra V, det tål den inte. Jag rekomenderar å det starkaste en drivkrets för N-Fetar (N-fetar är billigare och bättre) t.ex. två st IR2103 från elfa.
*Vidare undrar jag varför du vill ha en full brygga, de två första länkarna du pastade i första inlägget använder bägge bara en halvbrygga enligt denna princip (som jag tycker verkar sund).

[JBV]

Jag har typ noll koll so far hehe.. Försöker bara hitta rätt principer att undersöka/lära sig vidare

Japp, jag behöver 3-fas för att kunna hantera tillräckligt stora volymer metall! ~4 kW

Angående nätdelen så är den "stulen" lite grovt från en frekvensomriktare! kolla här:
http://www.elektronikforumet.com/forum/ ... c&start=30

Jag tänkte köra H-brygga pga den här sidan: http://www.hvguy.4hv.org/ih/2500Wheater.htm
"An H-bridge topology was chosen for its ability to handle many kilowatts of conversion power."

Och jag hade funderat på om man kanske ska använda dessa: http://www.tradera.com/auction/aid_30342975
Måste lära mig lite bättre om drivningen märker jag!

Tack för synpunkterna och tipsen!

[pagge]

Aha. Jag erkänner min okunskap när det gäller 3-fas, så det stämmer säkert med den kopplingen. Var bara nyfiken, nån annan får förklara :)

I vilket fall som helst rekomenderar jag drivkretsar (irf2103) för enkelhetens och rökfrihetens skull. Ta och läs databladet så du förstår hur det fungerar (och fråga om det är nåt som är oklart efter några genomläsningar).

Den där kopplingen på hvguy blev utdömd här http://webpages.charter.net/dawill/tmor ... Heat4.html för att drivbryggan måste hantera så mycket kraft. Försök förstå hans förklaring på varför. Om du inte har läst nån kretsteori så kan jag lite kort säga att en LC tank (paralellkopplad spole och en kondensator) svänger på samma sätt som en massa som hänger i en fjäder. Om man drar i massan med rätt frekvens kommer den svänga starkare och starkare utan att du behöver dra så hårt. Att göra som sidan hwguy säger är ungefär som att hålla massan i handen istället och slänga den uppåt och neråt. Det kräver mer kraft från dig i det mekaniska fallet och i det elektriska fallet kräver det mer kraft från drivtransistorerna.

Problematiken där är hur man skall få kopplingen att svänga i exakt rätt hastighet. För att få maximal hjälp från LC tanken måste man switcha i resonansfrekvensen och den varierar baserat på hur mkt metall du har i spolen eftersom det ändrar induktansen. Men det problemet kan vi kanske ta senare.

IGBT transistorer är rätt dyra... Jag tror mosfetar kommer att duga bra. I vilket fall som helst skulle jag råda dig att inte köpa _nån_ pryl _alls_ förrän du har tillverkat ett fullständigt schema där du simulerat väl valda delar noggrant i t.ex. orcad eller nåt annat simuleringsprogram. Hur mycket elektronik kan du? Har du läst el på gymnasienivå eller universitetsnivå eller självlärd?

[JBV]

Jo jag ska kolla upp drivkretsarna!! Dom verkar ju gå köra ner till 10V, så jag kan köra den på samma nätdel jag har skaffat för drivkortet (5 och 12V)!

Jag gillar inte tanken på att anpassa systemet efter en viss frekvens.. Jag vill det ska vara inställbart från kanske 1 till 20 kHz. Olika metaller och mängder behöver ju olika frekvenser. Dessutom om man ska tex härda ytan på ett objekt så vill man ju att penetreringen ska vara så & så djup! Gillar generiska lösningar och brute force

Jag har bara köpt en lcd, några µC, en pulsgivare, kretskortsnätdel so far... Har väl ett par tusen till i budget på det här projektet! Men det är klart att det är bäst att simulera lite först... Har Prövat lite smått i en gammal version av EWB!

Kan inte så mycket elektronik, ganska nytt intresse men som i allt annat så är det självlärning som gäller hehe...

[pagge]

Om man bygger ett så pass avancerat bygge med så pass mkt kaft i utan att simulera så är det nästan lika att slänga komponenterna i pannan direkt
. Gå in på DC och tanka hem orcad, antingen 9.2 eller 10.3. 10.0 känner jag ingen som fått cracken att funka på. Hyggligt simuleringsverktyg.

Vad är det som gör att olika metaller behöver olika frekvenser? Vad jag har förstått så är det enda av betydelse att det som skall värmas är elektriskt ledande så man kan inducera en ström i det. Hur stor ström som sen induceras borde ju bara bero på utformningen av stycket (eftersom stycket blir en kortsluten sekundär lindning) och inte några andra egenskaper.

[LaRdA]

Jo du borde vekligen göra som pagge säger, samt att jag skulle börja med att skippa pic styrnigen och använda en enkel styrning med en TL494 eller liknande till att börja med.
Sen skulle det kanske vara smart att bygga en lite minddre prototyp med billigare delar, annars finns risken att du bränner hela din buddget på att ersätta sprängda halvledare.
Föresten vilka mätinstrument har du tillgång till?

[JBV]

Jag ska kolla upp orcad. Vet jag har nån gammal version av protel.. Tänkte bygga förstärkare för några år sedan! hehe Ska leta upp programmen å börja simulera å testa på söndag tror jag! Först lite bärs

Altså jag ska inte enbart smälta metall.. kommer använda andra spolar för härdning också... Skälet till man vill justera frekvensen är hur djup penetrering man har av "skin effect"! Vet inte hur det ligger till med eddy currents men det gäller ju bara magnetiska material och funkar bara fram till curie temperaturen...

Men om du kollar på ett komersiellt induktions system så har dom i princip alltid variabel frekvens:
http://www.ameritherm.com/aboutinduction.html
Jag har i vilket fall inte tänkt offra den inställningsmöjligheten för att få aningen högre verkningsgrad på nån enstaka applikation

Näe nog ska jag köra AVR! Det bör ju inte vara så svårt att styra upp en mjukvaru PWM tycker jag!? Gillar mest inte tanken på analog justering! Men du har absolut rätt! Jag ska se till att mitt drivkort fungerar helt perfekt innan jag börjar bygga utgångskortet!

Tycker inte det känns som det ska vara speciellt svårt projektet om man delar upp det i vettiga beståndsdelar:
Drivkort: µC, lcd, pulsgivare, kretskortnätdel, samt optoisolerade? drivkretsar...
Nätdel: 3-fas (möjligtvis integrerat på utgångskortet)
Utgångskort: H-brygga, fet kylfläns och en fläkt
Utgångstransformator: 10-20:1?

Tror det är drivkortet som kräver mest tid... Men det känns ändå inte speciellt avancerat motför andra µC projekt!? Och utgångskortet bör man ju kunna debugga genom att driva en motor och använda en mindre nätdel?

Jag har tyvärr bara en multimeter för tillfället hehe

Trevlig helg!!!

[LaRdA]

Du kan ju ändra frekvensen även med en tl494 , men visst det blir mycket tuffare med pic styrning och lcd, då kan du ju ha förvals knappar där du väljer vad du ska köra för något .
Men jag måste säga att det kommer att vara väldigt svårt att lyckas med det här projektet utan åtminstonde ett oscilloskop.
Vill du så kan jag leta rätt på layouten för H bryggan jag använt till en av mina teslaspolar, har provat köra den så hårt man kan köra på ett 220v 10A utag.

[JBV]

Ja tack! det vore schysst Jag tror nog jag kan få tag på ett oscilloskop genom nån polare!

[Henry]

Skulle nog vilja påstå att ett oscilloskop vid dessa effekter och denna sorts konstruktion i det närmaste är ett krav för att få det att fungera optimalt. Visst klart man kan klara sig utan men då får man mer eller mindre köra efter "trial and error" principen och det kommer säkert att kosta några mosfetar och allehanda komponenter som nog kommer att sprängas en efter en.

[JBV]

Har börjat simulera och testa lite nu (Multisim 7)! Har fixat en spice modell av IR 2103, men lyckas inte få simuleringen att starta med den komponenten! Bör jag använda den, eller kan jag fuska runt det på något sätt?

[pagge]

Hur lyckades du hitta modellen, det brukar ju vara en öken att hitta såna där modeller annars tycker jag. Vill du ha en enklare modell kan du ju använda switchar istället, men om möjligt tycker jag du bör använda rätt krets. Har du kopplat in den rätt, pasta gärna in en screendump med inkopplingsschema.

Ang själva kopplingen tycker jag du bör fixxa in överströmsskydd på nåt sätt också. Om du gör minsta fel i kodningen eller microprollen hänger sig med ena mosfeten påslagen så kommer det rätt ofelbart att säga *fräs* eftersom spolen för dc är en extremt låg resistans. En god princip är att det inte skall finnas nån "förbjuden" kombination ut från uC'n som framkallar rök. Hur försiktig man än är så klantar man ändå ofelbart till det nån gång under kodningen.

[Henry]

..ofelbart att säga *fräs*

Vid 400V och en kortslutningsström på x antal Amp så kommer det nog mer att bli en mindre explosion av mosfetarna. Så jo, en strömbegränsning är nog ett måste för att garanterat undvika att någonting sådant kan hända. Det är ju ordentliga effekter det handlar om.

[JBV]

Jag greppade den från irf: http://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?c ... tID=IR2103

Så fort jag sätter in kretsen i kopplingsschemat så får jag följande fel:
---------------------------
Simulation error
---------------------------
Unable to determine the simulation timestep automatically.
Please set the timestep in the "Default Instrument Settings" to continue with instrument simulation.

Har prövat koppla in precis som i pdf:en men fått samma fel... Kan ju hända att pinnarna inte är "kopplade" rätt i förhållande till spice modellen!?

Jag har funderat på en sak... Kan jag koppla Hin på chip 1 och Lin på chip 2 till samma pin på µC'n (och tvärtom på en annan pin)? Då har jag ju bara 2 kanaler att styra och det blir väldigt simpelt att switcha säkert, pseudokod:

Kod: Markera allt

  if(A == true)
  {
    A = false;
    B = true;

    PortA = 0; //Stängas
    PortB = 1; //Öppnas (i rätt ordning så man inte får båda öppna samtidigt!)
  } else {    
    B = false;
    A = true;

    PortB = 0; //Stängas
    PortA = 1; //Öppnas
  }

Hur bör jag styra upp ett överströmsskydd smidigast? Förresten! Kan jag helt glömma dödtid i µC'n när jag kör med ir2103:orna?

[pagge]

Jag har funderat på en sak... Kan jag koppla Hin på chip 1 och Lin på chip 2 till samma pin på µC'n (och tvärtom på en annan pin)? Då har jag ju bara 2 kanaler att styra och det blir väldigt simpelt att switcha säkert
Ja ir2103 har "shoot trough prevention" så mosarna inte är öppna samtidigt. Det är skillnaden mellan den och ir2101 där du styr mosarna helt oberoende och således kan slå på bägge samtidigt. Kolla på sid 4 i databladet, på bilden där ser du hur kretsen fungerar lite grovt.

överströmsskyddet blir ju lite besvärligare då du inte kör en LC tank. Med den fick man det på köpet. Det bästa jag kan komma på såhär på rak hand är att koppla ett litet shuntmotstånd efter sourcen på mosfetarna som är mot jord så du får ett litet spänningsfall där på kanske 0.5V eller så vid maxsström. Denna spänning måste du känna av på nåt sätt, med en op kopplad som scmitt trigger eller kanske koppla base-emitter på en transistor över motståndet och collectorn mot shutdown ingången som ir2104 har. 2104 tror jag är samma som 2103 fast där har man en shutdown ingång och en kontroll signal istället för två kontrollsignaler in i den.

Nackdelen med transistor är att det blir sån effektutveckling 0.7V*100A = 70W. Mer önskvärt hade kanske varit 0.1V istället, men då måste det till en OP istället och blir lite mer prylar. shutdowningången på ir2104 blir nog bra i vilket fall som helst. Eftersom du måste ha avkänning på bägge trissorna måste du ha två avkänningsopampar, dessas utsignaler skall sen OR-as ihop. Detta görs kanske enklast med en diod i serie med bägge utgångarna så op-amparna kan dra ner, men inte upp. Då vinner den som vill dra ner (dvs stänga av då SD ingången är inverterad, låg = Shutdown). Ett pullup motstånd på en 10k behövs där, kopplar du det paralellt med en liten kondensator (1-10nF) så får du lite dödtid innan kretsen slår på igen efter att den slår av. Tar ett tag för ett så pass stort pullup att ladda upp kondningen, däremot kan OPn snabbt suga ur laddningen så det borde inte slöa ner avstängningen så farligt.

Lite lösa funderingar, hoppas du får ut nåt vettigt av det